[發明專利]一種晶圓狀態檢測裝置及其檢測方法

有效

• 申請號: 202011203131.1
• 申請日: 2020-11-02
• 公開（公告）號: CN112305631B
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: 耿曉楊;戴金方;周天游
• 申請（專利權）人: 無錫卓海科技有限公司
• 主分類號: G01V8/20
• 分類號: G01V8/20;G01B11/02;G01B11/06
• 代理公司: 無錫華源專利商標事務所(普通合伙) 32228
• 代理人: 聶啟新

本發明公開了一種晶圓狀態檢測裝置及其檢測方法，涉及半導體技術領域，該裝置包括光路升降模組、升降外罩、置于升降外罩內部的固定內罩和置于固定內罩中的氣缸、擋光尺；升降外罩的第一側與光路升降模組的一側相連，且相連側上均開設有第一透光孔，升降外罩的第二側上設有第一激光接收傳感器，固定內罩的相對側上開設有第一透光槽，擋光尺放置在第一透光槽之間，且擋光尺上設有與晶舟凹槽分布相同的梳齒槽；光路升降模組輸出的激光依次通過第一透光孔、第一透光槽、梳齒槽射入至第一激光接收傳感器；氣缸的活塞桿通過伸縮孔連接到升降外罩的頂部，帶動升降外罩和光路升降模組同步移動，該裝置為非侵入式檢測，提升了晶圓狀態檢測的效率和精度。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，尤其是一種晶圓狀態檢測裝置及其檢測方法。

背景技術

在半導體制程中，晶舟是一種用于放置和搬運晶圓的晶圓盒，每一個凹槽可放置一片晶圓。對于相同尺寸的晶圓，其對應晶舟的尺寸符合相應標準。半導體設備在傳輸晶圓前，需要對晶舟內的晶圓放置狀態進行檢測，獲得每一個槽位的晶圓信息，包括缺位、在位、疊片、跨槽等，以控制機械手臂自動抓取晶圓。

目前設備對晶圓的狀態檢測方法根據傳感器不同，主要分為對射式和反射式兩種。對射式檢測通過采用對射激光，將發射端和接收端伸入到晶圓盒，然后控制傳感器向下移動，依次獲取晶圓放置狀態信息，如圖1所示。該方法需要控制傳感器前后動作和上下動作，結構復雜，且侵入到晶舟內，晶圓有少許外移時會與晶圓發生碰撞，導致傳感器位置變動，甚至將晶圓壓裂，對于有切邊的晶圓，存在漏檢問題。反射式檢測采用多路反射激光的集成組件，將集成組件安裝在機械手臂上，通過控制機械手臂上下左右移動，讀取反射信號，進而獲取晶圓狀態。該方法為規避晶圓表面反射光受入射角度、晶圓邊緣形貌、晶圓材質等的影響問題，對反射集成組件要求極高，導致傳感器價格昂貴，檢測方式受晶圓缺口和切邊影響，檢測速度較低，且對于手臂過短或功能不支持的機臺無法使用。

隨著半導體行業發展，晶圓材質開始多樣化，由于成本控制和技術限制，新型材料的晶圓往往采用小尺寸，如6英寸、4英寸等，現有設備中的晶圓狀態檢測機構由于針對特定的適用對象設計，存在應用困難。因此，提供一種新型晶圓狀態檢測裝置成為半導體設備領域急需解決的問題。

發明內容

本發明人針對上述問題及技術需求，提出了一種晶圓狀態檢測裝置及其檢測方法，本發明的技術方案如下：

一種晶圓狀態檢測裝置，包括光路升降模組、升降外罩、微處理器、置于升降外罩內部的固定內罩和置于固定內罩中的氣缸、擋光尺；升降外罩的第一側與光路升降模組的一側相連，且相連側上均開設有第一透光孔，升降外罩的第二側上設有第一激光接收傳感器，微處理器與第一激光接收傳感器和光路升降模組相連，固定內罩的相對側上開設有第一透光槽，擋光尺放置在第一透光槽之間，且擋光尺上設有與晶舟凹槽分布相同的梳齒槽，擋光尺用于提供檢測晶圓所在高度信息；光路升降模組提供激光傳輸光路，光路升降模組輸出的激光依次通過第一透光孔、第一透光槽、梳齒槽垂直射入至第一激光接收傳感器；固定內罩頂部開設有伸縮孔，氣缸的活塞桿通過伸縮孔連接到升降外罩的頂部，從而帶動升降外罩和光路升降模組同步上下移動，移動過程中第一透光孔和第一激光接收傳感器始終位于同一水平線上。

其進一步的技術方案為，光路升降模組包括內部中空的升降框以及置于升降框內部的第一分束鏡、第二分束鏡、四個第二透光孔、與微處理器相連的激光發射器、第二激光接收傳感器和第三激光接收傳感器；第一分束鏡和第二分束鏡與第二激光接收傳感器和第三激光接收傳感器相對設置在升降框第一側上，第二透光孔Ⅰ和第二透光孔Ⅲ為一組，第二透光孔Ⅱ和第二透光孔Ⅳ為一組，兩組第二透光孔相對設置在升降框第二側上，升降框第二側位于升降框第一側的內側，升降框第二側的內側圍成內部中空區域，激光發射器設置在與第一透光孔相對的升降框第一側上且齊平設置，第一分束鏡和第二分束鏡設置在激光發射器與第一透光孔之間；